Комбинированная система контроля и управления доступом для системы физической защиты особо важных объектов Российский патент 2020 года по МПК G07C11/00 G07C9/25 

Изобретение относится к системам контроля и управления доступа.

Система контроля и управления доступом (СКУД), предназначенная для использования в структуре системы физической защиты особо важных объектов, в отличии от других аналогичных систем, должна характеризоваться высокой надежностью и повышенными требованиями к обеспечению допуска лиц на охраняемую территорию и выявлению нарушителей.

Известно «Универсальное биометрическое устройство идентификации личности для системы контроля и управления доступом, снятия и постановки на охрану пожароохранных сигнализаций, спутниковых мониторинговых систем и автомобильных противоугонных систем» (патент на полезную модель RU №71179, МКИ: G07C 11/00, G06K 9/00, G06K 9/80, G06K 9/82, опубл. 27.02.2007 г.). Указанное устройство содержит сканер отпечатков пальцев, соединенный с микропроцессорным блоком обработки отпечатков пальцев, включающим память для хранения базы отпечатков пальцев и центральный контроллер. Биометрическое устройство идентификации личности выполнено в виде автономного модуля, соединенного с центральным контроллером.

Сходными существенными признаками являются: сканер отпечатков пальцев, микропроцессорный блок обработки отпечатков пальцев, центральный контроллер.

Недостатком указанного устройства является то, что он имеет только один способ идентификации личности из рядя известных способов, что не обеспечивает достаточную защиту при получении доступа на объект.

Известен «Способ идентификации человека в режиме одновременной работы группы видеокамер», (патент на изобретение RU №2694140, МПК: G06K 9/66, G06K 9/80, G06T 7/292, опубл. 09.07.2019 г.). Указанный способ описывает способ идентификации лиц людей в системах видеонаблюдения, использующих множество камер. Способ содержит этапы, на которых получают изображения лица человека от группы видеокамер под разным ракурсом, преобразуют полученные от видеокамер изображения в векторную форму, идентифицируют человека и выявляют соответствующую ему векторную информацию, сравнивают эту информацию с информацией, хранящейся в базе данных для каждой видеокамеры, и осуществляют распознавание человека.

Сходными существенными признаками являются: группа видеокамер, распознавание человека по совокупности изображений, выполненных под разным ракурсом.

Недостатком указанного способа является низкая достоверность идентификации человека для допуска на особо важный объект. Другим недостатком является то, что видеокамеры рассчитаны на получение нескольких статических изображений лиц индивида и не предназначены для дополнительного анализа других биометрических признаков человека при идентификации его по биодинамике и поведенческим признакам.

Наиболее близкой по совокупности признаков к предлагаемой системе является «Система доступа на охраняемый объект» (патент RU на полезную модель №89899, МКИ G07C 11/00, опубл. 20.12.2009 г.). Система обеспечивает удостоверение лиц по личностным признакам - присвоенному личному коду доступа и/или индивидуальным биометрическим признакам. Система содержит, по крайней мере, один оборудованный контрольно-пропускной пункт и два шлюзовых устройства с автоматическим контролем доступа на охраняемый объект, включающие устройства электронного считывания личного кода доступа, а также дополнительные устройства контроля запрещенных к проносу металлических предметов (оружия), взрывчатых веществ и радиоактивных материалов. Управлением системой обеспечивает, по крайней мере, одно центральное контрольно-управляющее устройство (пункт) с сервером базы данных для хранения информации, необходимой для автоматического контроля доступа на охраняемый объект. Внутреннее пространство шлюзового устройства представляет собой зону контроля с установленными видеокамерами для телевизионного наблюдения за происходящими событиями в этой зоне.

Сходными существенными признаками являются: средства автоматического контроля и управления доступом по личному коду доступа и/или индивидуальным биометрическим признакам; устройства контроля запрещенных к проносу металлических предметов, в том числе оружия, взрывчатых веществ и радиоактивных материалов; шлюзовое устройство, представляющее собой зону контроля, центральный контрольно-управляющий пункт с сервером базы данных для хранения информации, необходимой для автоматического контроля доступа на охраняемый объект; размещение видеокамер в зоне контроля шлюзового устройства.

Недостатком системы является низкая достоверность допуска лиц на особо важные объекты и выявления нарушителей за счет: ограниченного использования средств биометрической идентификации личности, (конкретные виды идентификации и алгоритмы функционирования не указаны), отсутствия возможности комбинирования средств биометрической идентификации и отсутствия единого алгоритма управления всеми входящими в систему техническими средствами. Другим недостатком является то, что видеокамеры в зоне контроля шлюзового устройства только наблюдают за происходящими событиями и не предназначены для анализа биометрических признаков при идентификации личности по биодинамике. Третьим недостатком является то, что технические средства по выявлению идентификационных признаков, как правило, имеют отдельное управление, разрознены и не имеют единого общего алгоритма управления, что усложняет управление и создает временные ограничения в функционировании СКУД при массовом контроле личностей в людском потоке.

Указанные недостатки устраняется применением в заявляемой системе расширенного арсенала средств биометрической идентификации личности с возможностью комбинирования различных средств, использованием видеокамер в зоне контроля шлюзового устройства и на прилегающей к нему территории для идентификации личности по биодинамике и поведенческим признакам, а также использованием единого алгоритма управления и отображения информации.

Целью настоящего изобретения является повышение достоверности допуска лиц на особо важные объекты и выявления нарушителей за счет расширения арсенала средств биометрической идентификации личности с возможностью комбинирования различных средств, использования видеокамер в зоне контроля шлюзового устройства и на прилегающей к нему территории для идентификации личности по биодинамике и поведенческим признакам, а также за счет использования единого алгоритма управления и отображения информации посредством центрального контрольно-управляющего пункта.

Поставленная цель достигнута в предложенной «Комбинированной системе контроля и управления доступом (СКУД) для системы физической защиты особо важных объектов», содержащей подсистему автоматического контроля и управления доступом по пропуску или по личному коду доступа, включающую технические средства электронного считывания личного кода доступа, подсистему обнаружения металлических предметов, в том числе оружия, взрывчатых веществ и радиоактивных материалов, шлюзовое устройство с двумя входами/выходами по обе его стороны, представляющее собой зону контроля, и центральный контрольно-управляющий пункт (ЦКУП) с сервером базы данных для хранения информации, необходимой для автоматического контроля доступа на охраняемый объект, перед шлюзовым устройством по пути движения людского потока в сторону особо важного объекта на прилегающей к шлюзовому устройству территории установлено несколько видеокамер для обеспечения анализа поведенческих признаков человека при идентификации его по биодинамике, в состав системы дополнительно включена группа подсистем биометрической идентификации с возможным использованием, по меньшей мере, одной подсистемы биометрической идентификации из указанной группы, а все подсистемы СКУД и технические средства объединены единым алгоритмом управления и отображения информации посредством ЦКУП. В качестве подсистем биометрической идентификации могут использоваться подсистемы идентификации: по отпечатку пальца, по лицу, по радужной оболочке глаза, по геометрии кисти руки или рисунку вен, по рукописному слову-паролю или подписи, по голосу и по биодинамике. Группа подсистем биометрической идентификации по количеству используемых видов идентификации может состоять из различной комбинации входящих в нее подсистем. Шлюзовое устройство выполнено с достаточной протяженностью по длине и с возможностью установки в нем нескольких видеокамер по ходу движения человека для обеспечения анализа биометрических признаков при идентификации его по биодинамике. ЦКУП представляет собой комплекс аппаратных и программных средств, служащих для обработки поступающей от подсистем информации и обеспечивающих принятие решения о допуске лиц на особо важный объект и недопущении проноса металлических предметов, в том числе оружия, взрывчатых веществ и радиоактивных материалов. Единый алгоритм управления и отображении информации выполнен с возможностью комбинирования информации, поступающей от различных подсистем и технических средств, а также с возможностью использования нейросетевых алгоритмов для интеллектуальной обработки информации в ЦКУП.

Работа комбинированной СКУД обеспечивается одновременным функционированием всех используемых подсистем и технических средств, входящих в СКУД.

Подсистема автоматического контроля и управления доступом по пропуску или по личному коду доступа включает в себя технические средства электронного считывания индивидуальных идентификационных пропусков, а также личного кода доступа с использованием, например, пластиковых карт, радиочастотных меток, кодонаборной панели и т.п.

Подсистема обнаружения металлических предметов (оружия), взрывчатых веществ и радиоактивных материалов является общеизвестной. Известны патенты на изобретения: RU №№2632564, 2294549, 2247361, 2489706 и 2283485, в которых описаны принципы обнаружения металлических предметов, в том числе оружия, взрывчатых и наркотических веществ. Основным способом обнаружения этих компонентов является способ облучения контролируемого объекта сверхвысокочастотным (СВЧ)-сигналом с заданными характеристиками, измерением фазового сдвига принятого отраженного сигнала и, по результатам сравнения с эталонным значением, определения наличия взрывчатых и наркотических веществ. Другой способ обнаружения взрывчатых, наркотических веществ и металлов, скрытых под одеждой людей - применение способа ядерного квадрупольного резонанса, описанного, например, в патенте RU №2247361. Обнаружение радиоактивных материалов обеспечивается с помощью радиометров путем измерения текущего радиационного фона и сравнения его с установленным пороговым значением.

Подсистема биометрической идентификации по отпечатку пальца является общеизвестной в области контроля и управления доступом. Известны патенты (на полезные модели RU №№118089, 76734, 62471, и на изобретения RU №№2686824, 22673978, 2396537, 2267159), в которых описаны принципы функционирования биометрической идентификации личности по отпечатку пальца. Данный способ основан на сканировании папиллярного узора. Способ широко используется в силовых структурах, часто - для пограничного контроля. Распознавание человека по времени занимает 5-9 секунд.

Подсистема биометрической идентификации по лицу является самой многочисленной по использованию в области контроля и управления доступом. Известны патенты (на полезные модели RU №№112992, 118089, и на изобретения RU №№2638775, 2610682, 2578806, 2536677, 22488882, 2431191, 2370817, 2304307), в которых описаны принципы функционирования биометрической идентификации личности по лицу. Этот способ является бесконтактным и используется в алгоритмах, при которых анализируют характерные особенности лица. Способ широко используется в общественной сфере для оформления паспортов и других удостоверений личности.

Подсистема биометрической идентификации по радужной оболочке глаз применяется на особо важных государственных объектах. Известны патенты (на полезную модель RU №110848, и на изобретения RU №№2417735, 2326589), в которых описаны принципы функционирования биометрической идентификации личности по радужной оболочке глаз. Принцип идентификации основан на том, что в отличии от сетчатки, радужная оболочка остается со временем неизменной. Этот способ не требует физического контакта и его трудно подделать. Процесс идентификации занимает около двух секунд.

Подсистема биометрической идентификации по геометрии кисти рук или рисунку вен является общеизвестной среди применяемых способов биометрической идентификации личности. Известны патенты (на полезную модель RU №187039, и на изобретения RU №№2667373, 2524561, 2464634, 2355308, 2304806), в которых описаны принципы функционирования биометрической идентификации личности по геометрии кисти руки или рисунку вен.

Подсистема биометрической идентификации по рукописному слову-паролю или подписи является общеизвестной в области контроля и управления доступом. Известны патенты (на полезные модели RU №№118089, 113605, и на изобретения RU №№2552189, 2371764, 2292079), в которых описаны принципы функционирования биометрической идентификации личности по рукописному слову-паролю или подписи.

Подсистема биометрической идентификации по голосу не является достаточно надежной. Однако, есть примеры ее использования, в частности, в банковской сфере - для дистанционной идентификации клиентов. Известны патенты (на полезную модель RU №105051, и на изобретение RU №22638775), в которых описаны принципы функционирования биометрической идентификации личности по голосу. Подсистема биометрической идентификации по голосу может быть полезной в качестве дополнения к одной из вышеуказанных подсистем.

Подсистема биометрической идентификации по биодинамике основана на выявлении индивидуальных особенностей личности. Известны патенты на изобретения RU №№2640732, 2608001 и 2256223, в которых описаны принципы функционирования биометрической идентификации личности по биодинамике, основанные на идентификации индивидуальных признаков, таких, например, как рост, вес, габаритные размеры, пропорции тела, поза индивида, временные изменения черт лица, моторные реакции и другие.

В патенте RU №2640732 биометрический образ индивида дополняют параметрами, характеризующими позу человека. При этом производят фотографирование при движении индивида рукой или головой. Формируют набор изображений, подлежащий анализу, который состоит из серии фотографий. Фотографирование осуществляют с использованием фотоаппаратов, сотовых телефонов или камер.

В патенте RU №2608001 распознавание индивида основано на исследовании поведенческого контекста черт лица человека. Для этого используют ряд полученных изображений лица человека с последующим анализом переменной временной компоненты поведенческой черты лица.

В патенте RU №2256223 для идентификации личности человека среди ряда признаков используют, в том числе, динамические индивидуальные признаки моторных двигательных реакций. Процесс идентификации проводится в одном месте с использованием компьютерного терминала, включая диагностику прсихофизического состояния личности (кардиосигналы, анализаторы запаха, дактилоскопические устройства, перо рукописного ввода с акселерометрами). Недостатком данного способа является большое время анализа идентификационных признаков, что ограничивает пропускной режим при массовом людском потоке.

Общими недостатками вышеуказанных способов идентификации личности по биодинамике являются недостатки, связанные с ограничением возможности использования всего арсенала признаков и недостатки, связанные с временными ограничениями.

В отличии от известных систем биометрической идентификации по биодинамике, в заявленной комбинированной системе предлагается использовать индивидуальные особенности личности, проявляемые, например, в динамике движения человека. Это движение его рук, ног, особенности ходьбы, движения головой, осанка и т.п. К поведенческим признакам объектов наблюдения можно отнести, например, «аномальное» поведение людей в местах массового пребывания, нервозность в движениях, «рысканье», резкое изменение направления движения, попытка спрятаться в толпе, спрятать свое лицо от видеокамер наблюдения, скрытый перенос тяжелого груза и т.п.

Анализ признаков биодинамики происходит в шлюзовом устройстве и в прилегающей к нему территории по пути движения людей на особо важный объект, что значительно сокращает время анализа и не вызывает временных ограничений по доступу. Для этого шлюзовое устройство должно быть выполнено с достаточной протяженностью по длине и с возможностью установки в нем нескольких видеокамер по ходу движения человека для обеспечения анализа биометрических признаков при идентификации его по биодинамике. На прилегающей к шлюзовому устройству территории также должно быть установлено несколько видеокамер для обеспечения анализа поведенческих признаков человека при идентификации его по биодинамике.

Использование в комбинированной системе полного набора подсистем с арсеналом технических средств биометрической идентификации, или использование комбинации некоторых подсистем из указанного набора, позволяет проявлять гибкость функционирования в зависимости от оперативных тактических задач при отсутствии или возникновении террористических угроз. Единый алгоритм управления и отображения информации, реализованный в ЦКУП, обеспечивает возможность оперативно отключать или подключать необходимые подсистемы и технические средства, и изменять алгоритм функционирования всей системы в целом. Также возможно оптимальное распределение и перераспределение вычислительных средств в зависимости от выбранных тактических задач. Для повышения достоверности допуска лиц на особо важные объекты могут быть использованы нейросетевые алгоритмы для интеллектуальной обработки информации в ЦКУП. Нейросетевые алгоритмы является общеизвестными, некоторые из них описаны, например, в статье А.Ю. Зенова и Н.В. Мясниковой «Применение нейросетевых алгоритмов в системах охраны периметра» / Известия высших учебных заведений. Поволжский район. Технические науки. - 2012. - №3(23). - с. 15-24. Использование этих алгоритмов позволит обучать комбинированную систему и подстраивать ее к изменениям модели нарушителя и существенно улучшить, таким образом, тактико-технические характеристики предлагаемой системы в части более надежного допуска лиц на особо важные объекты и выявления нарушителей.

ЦКУП представляет собой комплекс аппаратных и программных средств, служащих для обработки поступающей от подсистем информации и обеспечивающих принятие решения о допуске лиц на особо важный объект и недопущении проноса взрывчатых веществ и радиоактивных материалов. ЦКУП выполнен на основе многоядерного быстродействующего процессора, средств отображения информации, средств звуковой сигнализации и средств управления техническими средствами комбинированной системы.

Таким образом, комбинирование в единой системе указанных подсистем и технических средств с единым алгоритмом управления и отображения информации позволяет построить СКУД с высокой достоверностью допуска лиц на особо важные объекты и выявления нарушителей с обеспечением своевременной их нейтрализации силами охраны. Кроме того, возможность комбинирования при использовании технических средств различных подсистем позволяет обеспечить оптимальное функционирование системы по критерию «эффективность/стоимость».

Введенные в известную систему дополнительных признаков позволяет придать предлагаемой системе новые существенные свойства.

Изобретение относится к системам контроля и управления доступом. Комбинированная система содержит подсистему автоматического контроля и управления доступом по пропуску или по личному коду доступа, включающую технические средства электронного считывания личного кода доступа, подсистему обнаружения металлических предметов, в том числе оружия, взрывчатых веществ и радиоактивных материалов, шлюзовое устройство с двумя входами/выходами по обе его стороны, представляющее собой зону контроля, и центральный контрольно-управляющий пункт (ЦКУП) с сервером базы данных для хранения информации, необходимой для автоматического контроля доступа на охраняемый объект; перед шлюзовым устройством по пути движения людского потока в сторону особо важного объекта на прилегающей к шлюзовому устройству территории установлено несколько видеокамер для обеспечения анализа поведенческих признаков человека при идентификации его по биодинамике, в состав системы дополнительно включена группа подсистем биометрической идентификации с возможным использованием, по меньшей мере, одной подсистемы биометрической идентификации из указанной группы, а все подсистемы СКУД и технические средства объединены единым алгоритмом управления и отображения информации посредством ЦКУП. Обеспечивается повышение достоверности допуска лиц на особо важные объекты и выявления нарушителей. 11 з.п. ф-лы.

1. Комбинированная система контроля и управления доступом (СКУД) для системы физической защиты особо важных объектов, содержащая подсистему автоматического контроля и управления доступом по пропуску или по личному коду доступа, включающую технические средства электронного считывания личного кода доступа, подсистему обнаружения металлических предметов, в том числе оружия, взрывчатых веществ и радиоактивных материалов, шлюзовое устройство с двумя входами/выходами по обе его стороны, представляющее собой зону контроля, и центральный контрольно-управляющий пункт (ЦКУП) с сервером базы данных для хранения информации, необходимой для автоматического контроля доступа на охраняемый объект, отличающаяся тем, что перед шлюзовым устройством по пути движения людского потока в сторону особо важного объекта на прилегающей к шлюзовому устройству территории установлено несколько видеокамер для обеспечения анализа поведенческих признаков человека при идентификации его по биодинамике, в состав системы дополнительно включена группа подсистем биометрической идентификации с возможным использованием, по меньшей мере, одной подсистемы биометрической идентификации из указанной группы, а все подсистемы СКУД и технические средства объединены единым алгоритмом управления и отображения информации посредством ЦКУП.

2. Комбинированная СКУД по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве одной из подсистем биометрической идентификации используется подсистема идентификации по отпечатку пальца.

3. Комбинированная СКУД по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве одной из подсистем биометрической идентификации используется подсистема идентификации по лицу.

4. Комбинированная СКУД по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве одной из подсистем биометрической идентификации используется подсистема идентификации по радужной оболочке глаза.

5. Комбинированная СКУД по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве одной из подсистем биометрической идентификации используется подсистема идентификации по геометрии кисти руки или рисунку вен.

6. Комбинированная СКУД по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве одной из подсистем биометрической идентификации используется подсистема идентификации по рукописному слову-паролю или подписи.

7. Комбинированная СКУД по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве одной из подсистем биометрической идентификации используется подсистема идентификации по голосу.

8. Комбинированная СКУД по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве одной из подсистем биометрической идентификации используется подсистема идентификации по биодинамике.

9. Комбинированная СКУД по п. 1, отличающаяся тем, что группа подсистем биометрической идентификации по количеству используемых видов идентификации может состоять из различной комбинации входящих в нее подсистем.

10. Комбинированная СКУД по п. 1, отличающаяся тем, что шлюзовое устройство выполнено с достаточной протяженностью по длине и с возможностью установки в нем нескольких видеокамер по ходу движения человека для обеспечения анализа биометрических признаков при идентификации его по биодинамике.

11. Комбинированная СКУД по п. 1, отличающаяся тем, что ЦКУП представляет собой комплекс аппаратных и программных средств, служащих для обработки поступающей от подсистем информации и обеспечивающих принятие решения о допуске лиц на особо важный объект и недопущении проноса металлических предметов, в том числе оружия, взрывчатых веществ и радиоактивных материалов.

12. Комбинированная СКУД по п. 1, отличающаяся тем, что единый алгоритм управления и отображении информации выполнен с возможностью комбинирования информации, поступающей от различных подсистем и технических средств, а также с возможностью использования нейросетевых алгоритмов для интеллектуальной обработки информации в ЦКУП.